rev karakteristik transistor fajar_ma'rufsaputra_universitastidar

KARAKTERISTIK TRANSISTOR

Disusun oleh : Fajar Ma’ruf Saputra1410502068

Teknik mesin s1Nama dosen : R. Suryoto Edy Raharjo, S.T.,M.Eng.

Fakultas TeknikUniversitas Tidar2015

DAFTAR ISI

Karakteristik Transistor................................................................

Garis beban transistor...................................................................

Penutup.........................................................................................

9.1. KARAKTERISTIK TRANSISTOR

Sebelum membahas karakteristik dan daerah kerja Transistor, perlu disepakati terlebih dahulu beberapa simbol tegangan yang terdapat pada Transistor. Rangkaian Transistor memiliki tiga tipe tegangan. Ketiga tipe tegangan itu adalah: Sumber Tegangan Transistor : VBB dan VCC

Tegangan Terminal Transistor : VB, Vc dan VE

Tegangan Lintas Persambungan : VBE, VCE, dan VCB

SEBAGAIMANA YANG TAMPAK PADA GAMBAR 9.1 DI BAWAH INI.

Gambar 9.1. Tegangan-tegangan pada Rangkaian Transistor

KARAKTERISTIK YANG PALING PENTING DARI TRANSISTOR ADALAH GRAFIK DIODA KOLEKTOR-EMITER, YANG BIASA DIKENAL DENGAN KURVA TEGANGAN-ARUS (V-I CURVE). KURVA INI MENGGAMBARKAN ARUS KOLEKTOR, IC, DENGAN TEGANGAN LINTAS PERSAMBUNGAN KOLEKTOR – EMITER, VCE, DIMANA HARGA-HARGA TERSEBUT DIUKUR DENGAN ARUS BASIS, IB, YANG BERBEDA-BEDA. RANGKAIAN YANG DIGUNAKAN UNTUK MENDAPATKAN KURVA TAMPAK PADA GAMBAR 9.2 DI BAWAH INI.

Gambar 9.2. Rangkaian Transistor Common Emitter untuk Kurva Tegangan-Arus

HASIL PENGUKURAN RANGKAIAN TRANSISITOR TERSEBUT DITUNJUKAN SECARA KUALITATIF PADA GAMBAR 9.3 KURVA TERSEBUT MENGINDIKASI BAHWA TERDAPAT 4 (EMPAT) BUAH DAERAH OPERASI, YAITU: DAERAH POTONG (CUTOFF REGION) DAERAH SATURASI (SATURATION REGION) DAERAH AKTIF (ACTIVE REGION), DAN DAERAH BREAKDOWN.DIMANA SETIAP DAERAH MEMILIKI KARAKTERISTIK MASING-MASING. FUNGSI DAN KEGUNAAN TRANSISTOR DAPAT DIKETAHUI DENGAN MEMAHAMI KARAKTERISTIK-KARAKTERISTIK TRANSISTOR TERSEBUT. DISAMPING ITU, PERANCANGAN DAN ANALISA TRANSISTOR SESUAI DENGAN FUNGSINYA JUGA BERDASARKAN KARAKTERISTIK INI.

Gambar 9.3. Kurva Karakteristik Transistor

Karakteristik dari masing-masing daerah operasi Transistor tersebut dapat diringkas

sebagai berikut:

Daerah Potong:

Dioda Emiter diberi prategangan mundur. Akibatnya, tidak terjadi pergerakan

elektron, sehingga arus Basis, IB = 0. Demikian juga, arus Kolektor, IC = 0, atau

disebut ICEO (Arus Kolektor ke Emiter dengan harga arus Basis adalah 0).

Daerah Saturasi

Dioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda Kolektor juga diberi prategangan

maju. Akibatnya, arus Kolektor, IC, akan mencapai harga maksimum, tanpa

bergantung kepada arus Basis, IB, dan βdc. Hal ini, menyebabkan Transistor menjadi

komponen yang tidak dapat dikendalikan. Untuk menghindari daerah ini, Dioda

Kolektor harus diberi prateganan mundur, dengan tegangan melebihi VCE(sat), yaitu

tegangan yang menyebabkan Dioda Kolektor saturasi.

Daerah Breakdown

Dioda Kolektor diberiprategangan mundur yang melebihi tegangan Breakdown-nya, BVCEO

(tegangan breakdown dimana tegangan Kolektor ke Emiter saat Arus Basis adalah nol).

Sehingga arus Kolektor, IC, melebihi spesifikasi yang dibolehkan. Transistor dapat

mengalami kerusakan.

9.2. GARIS BEBAN (LOAD LINE) TRANSISTOR Garis Beban (load line) dapat digambarkan pada kurva karakteristik (Kurva Dioda

Kolektor) untuk memberikan pandangan yang lebih banyak mengenai Transistor bekerja

dan daerah operasinya. Pendekatan pembuatan Grafik Beban Transistor sama dengan

pembuatan Grafik Beban pada Dioda.

Jika terdapat sebuah rangkaian Transistor Common Emitter seperti ditampilkan

pada Gambar 9.4 di bawah ini,

Gambar 9.4 Rangkaian Common Emitter

maka dapat diturunkan persamaan pada putaran outputnya, yaitu:

0 CCEECECC VRIVRI (9.4)

Jika diasumsikan bahwa RE = 0, maka:

0 CCCECC VVRI , atau

C

CECCC R

VVI

(9.5)

persamaan (9.5) adalah persamaan Garis Beban dari Transistor.

Pada persamaan Garis Beban dari Transistor, akan terdapat 2 (dua) buah titik

penting, yaitu Titik Saturasi (Saturation Point) dan Titik Potong (Cut off Point). Jika, VCE =

0, maka akan didapat Titik Saturasi pada:

C

CCC R

VI (9.6)

Sedangkan jika IC = 0, maka akan diketahui Titik Potongnya pada:

CCCE VV (5.8)

Dari kedua titik tersebut, jika saling dihubungkan, akan didapat Garis Beban sebagaimana

tampak pada Gambar 9.5. Pada gambar tersebut, bahwa Garis Beban akan memotong

salah satu titik dari IB pada daerah aktif. Titik potong inilah yang merupakan Titik Operasi

(operating point) dari Transistor.

Operating Point

Cut off

Gambar 9.5 Garis Beban dan Titik Operasi Transistor

Berikut ini akan digambarkan contoh tahapan perhitungan untuk dapat mengetahui

daerah kerja sebuah rangkaian Transistor. Dimana sebuah rangkaian transistor tampak

pada Gambar 9.6 di bawah ini, dimana RB = 200 Kohm, RC = 3 Kohm, VBB = 5 volt dan VCC

= 10 volt. Diketahui bahwa VBE adalah 0.7 volt dan β = 100.

Q

2N1711VBB5 V

VCC10 V

RB

200k

RC3.0k

Gambar 9.6 Rangkaian Transistor

Maka, tahapan pertama adalah menurunkan persamaan-persamaan pada masing-masing

lup, yaitu persamaan pada lup Emiter dan lup Kolektor. Persamaan Lup Emiter adalah:

B

BEBBB

BEBBBB

BEBBBB

RVV

I

VVRIVRIV

0

(9.9)

sehingga:

mAK

I B 0215.0200

7.05

Sedangkan persamaan pada Lup Kolektor adalah:

C

CECCC

CECCCC

CECCCC

RVV

I

VVRIVRIV

0

(9.10)

Kemudian, dari persamaan (9.10) ini, dapat dibuatkan persamaan Garis Beban, dimana:

Ic sat (VCE = 0) adalah:

mAKR

VI

C

CCCsat 33.3

310

dan

VCE cut-off (IC = 0) adalah:

voltVV CCCE 10

Setelah itu, jika diasumsikan bahwa rangkaian berada pada daerah aktif, maka:

IC = β IB = 100 * 0.0215 = 2.15 mA,

dan

VCE = VCC – IC RC = 10 – 2.15*3K = 3.55 volt

Dari harga-harga diatas, karena IC < IC sat, dan/atau VCE di luar daerah saturasi dan daerah breakdown maka dapat disimpulkan bahwa rangkaian transistor ini bekerja pada daerah aktif, dengan IB = 0.0215 mA, IC = 2.15 mA dan VCE = 3.55 volt.

Sehingga dapat digambarkan garis bebannya seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 9.7. Garis Beban

VCE cut-off

10 volt

VCE

IC

IC sat 3.33 mA

2.15 mA

3.55 volt

Titik Saturasi

Titik Kerja

Titik Potong

TERIMA KASIH